一种光路系统和实现量子操作的系统技术方案

本文公开一种光路系统和实现量子操作的系统，光路系统用于生成执行量子计算所需的激光，包括：控制器、第一声光调制器(AOM)和电光调制器(EOM)；其中，控制器设置为：根据量子计算当前执行的量子操作，向第一AOM和EOM下发量子操作指令；第一AOM设置为：根据接收到的量子操作指令，调整预设的激光的中心频率，以使激光的中心频率与第一跃迁具有预设关系；EOM设置为：根据接收到的量子操作指令，确定是否对激光进行相位调制；确定出对激光进行相位调制，采用预设的驱动频率对激光进行相位调制；其中，激光初始的中心频率与第一跃迁具有预设的失谐量。本发明专利技术实施例简化了生成用于执行量子计算的激光的系统组成，提升了量子操作的适用性。用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
一种光路系统和实现量子操作的系统


[0001]本文涉及但不限于量子计算机技术，尤指一种光路系统和实现量子操作的系统。

技术介绍

[0002]量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备；量子计算机的基础逻辑单元由遵守量子力学原理的量子比特构成，大量相互作用的量子比特可以在物理上实现量子计算机。相对于传统计算机，量子计算机可大幅度减少在解决一些特定问题时的运算时间；量子计算机在未来的基础科学研究、量子通讯及密码学、人工智能、金融市场模拟和气候变化预测等方面具有广泛的应用前景，因此受到了广泛关注。利用囚禁于势阱中的离子量子比特阵列可以在实验条件下实现高保真度的量子逻辑门操作；离子量子比特在相互作用控制、长相干时间、高保真度量子逻辑门操作及量子纠错等衡量量子计算性能的关键指标方面都有非常优秀的表现，是最有可能实现量子计算机的平台之一。
[0003]离子量子比特冷却、初态制备和状态探测等是实现量子计算不可或缺的操作。用于同时实现上述操作的光路需要涉及多个EOM和AOM，设计往往十分复杂。将离子量子比特冷却至运动模式的基态可有效提高量子逻辑门的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光路系统，用于生成执行量子计算所需的激光，包括：控制器、第一声光调制器AOM和电光调制器EOM；其中，控制器设置为：根据量子计算当前执行的量子操作，向第一AOM和EOM下发量子操作指令；第一AOM设置为：根据接收到的量子操作指令，调整预设的激光的中心频率，以使激光的中心频率与第一跃迁具有预设关系；EOM设置为：根据接收到的量子操作指令，确定是否对激光进行相位调制；确定出对激光进行相位调制，采用预设的驱动频率对激光进行相位调制；其中，所述量子操作指令包括执行以下量子操作的指令：多普勒冷却、初态制备和状态探测；预设的激光初始的中心频率与所述第一跃迁具有预设的百兆赫兹量级的失谐量；所述第一跃迁为|S
1/2
，F＝1>表示执行所述量子操作的离子量子比特的基态能级S
1/2
的量子数F为1的能级；|P
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，F
′
＝1>表示执行所述量子操作的离子量子比特的激发态能级P
1/2
的量子数F
′
为1的能级；所述预设关系包括以下之一：共振或红失谐。2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于：所述第一AOM是设置为：接收到执行所述多普勒冷却的指令时，调整所述激光的中心频率至与所述第一跃迁具有第一红失谐；所述EOM是设置为：接收到执行多普勒冷却的指令时，基于预设的驱动频率Δ
S
对所述激光进行相位调制，以使所述激光包含与第二跃迁近共振的频率成分；其中，所述第一红失谐的失谐量为第一预设百分比的激发态能级P
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的激发态|P
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>线宽；Δ
S
等于第一预设倍数的所述基态能级S
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的|S
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>态的超精细劈裂值；所述第二跃迁为|S
1/2
，F＝0>表示执行所述量子操作的离子量子比特的基态能级S
1/2
的量子数F为0的能级；所述近共振为所述激光和所述第二跃迁的频率之差为兆赫兹量级。3.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于：所述第一AOM是设置为：接收到执行初态制备的指令时，调整所述激光的中心频率至与所述第一跃迁共振或具有第二红失谐；所述EOM是设置为：接收到执行初态制备的指令时，关闭相位调制功能；其中，所述第二红失谐的失谐量小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明磊，
申请(专利权)人：华翊博奥北京量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：